Яка кількість електронів у атомі: пояснення простою мовою

Кількість електронів у атомі — це одне з базових понять хімії, яке дозволяє зрозуміти, як поводиться елемент, як він вступає в реакції і яку роль відіграє в будові речовини. Попри складність теми, її можна пояснити зрозуміло навіть тим, хто не має спеціальних знань. У цій статті розглянемо, чому дорівнює кількість електронів у атомі, як її визначити і що впливає на електронну будову таких елементів, як калій, залізо, барій, скандій, хром та кальцій.

Що таке електрон і як він впливає на властивості атома

Електрони — це негативно заряджені частинки, що обертаються навколо ядра атома. Саме від їх кількості залежить, які хімічні властивості має елемент. У нейтральному атомі кількість електронів дорівнює числу протонів, тобто атомному номеру елемента у періодичній таблиці.

Наприклад:

• Водень має 1 протон — отже, 1 електрон.
• Кисень має 8 протонів — отже, 8 електронів.

Ця загальна кількість електронів визначає електронну конфігурацію, яка, своєю чергою, впливає на валентність, здатність до утворення зв’язків і реакційну здатність.

Як визначити кількість електронів у атомі

Щоб визначити кількість електронів у атомі, достатньо знати атомний номер елемента. Цей номер указаний у періодичній таблиці Менделєєва.

Алгоритм:

1. Знаходимо атомний номер елемента.
2. Якщо атом нейтральний, то кількість електронів дорівнює атомному номеру.
3. Якщо атом — іон, то кількість електронів буде іншою:
   • У позитивних іонів електронів менше.
   • У негативних — більше.

Приклади: кількість електронів у атомах відомих елементів

Розгляньмо, чому дорівнює кількість електронів у конкретних хімічних елементах.

Калій (K)

• Атомний номер: 19
• Кількість електронів: 19
• Електронна конфігурація: 2-8-8-1

Калій — типовий метал, дуже активний, завдяки лише одному електрону на зовнішньому рівні.

Залізо (Fe)

• Атомний номер: 26
• Кількість електронів: 26
• Електронна конфігурація: 2-8-14-2

Залізо — перехідний метал, має складну конфігурацію і може утворювати кілька ступенів окиснення.

Барій (Ba)

• Атомний номер: 56
• Кількість електронів: 56
• Електронна конфігурація: 2-8-18-18-8-2

Барій належить до лужноземельних металів, має два електрони на зовнішньому рівні.

Скандій (Sc)

• Атомний номер: 21
• Кількість електронів: 21
• Електронна конфігурація: 2-8-9-2

Скандій — перший перехідний метал, використовуваний у сплавах для підвищення міцності.

Хром (Cr)

• Атомний номер: 24
• Кількість електронів: 24
• Особливість: у хрому нестандартна конфігурація через енергетичну стабільність (2-8-13-1)

Цей елемент має декілька ступенів окиснення та є важливим у створенні антикорозійних покриттів.

Кальцій (Ca)

• Атомний номер: 20
• Кількість електронів: 20
• Електронна конфігурація: 2-8-8-2

Кальцій — лужноземельний метал, важливий для кісткової тканини і багатьох фізіологічних процесів.

Чому кількість електронів така важлива

Кількість електронів у атомі визначає:

• Валентність елемента (скільки зв’язків може утворити).
• Електронегативність (здатність притягувати електрони).
• Фізичні властивості (колір, провідність, магнітність).
• Хімічну реактивність.

Наприклад, завдяки одному електрону на зовнішньому рівні калій дуже активно реагує з водою. А хром зі своєю особливою електронною конфігурацією може бути як сильним окисником, так і відновником.

Як електрони розподіляються по енергетичних рівнях

Електрони в атомі розміщуються не хаотично, а за чіткими правилами:

• Перший рівень: максимум 2 електрони.
• Другий: до 8.
• Третій: до 18.
• Четвертий і далі — складніша структура.

Розподіл електронів має вигляд: 2-8-8-…

Такий підхід дозволяє визначити, наскільки заповнений останній рівень, а отже — передбачити хімічну поведінку атома.

Звідки береться заряд іонів

Атоми можуть втрачати або приєднувати електрони:

• Втрата електронів → утворення катіонів (позитивний заряд).
• Приєднання електронів → утворення аніонів (негативний заряд).

Наприклад:

• Калій втрачає 1 електрон → K⁺
• Кисень приєднує 2 електрони → O²⁻

Цей процес дуже важливий у хімічних реакціях, зокрема в кислотно-основних та окисно-відновних.

Підсумок

Кількість електронів у атомі — це ключовий параметр, що визначає майже всі властивості хімічного елемента. Знати, чому дорівнює кількість електронів, особливо для таких важливих речовин, як барій, скандій, хром, залізо, калій і кальцій, — означає розуміти, як вони поводяться у природі та техніці. Якщо ви зможете правильно визначити загальну кількість електронів, то легко зрозумієте логіку реакцій і принципи побудови складних речовин.